1.1　飛行仿真的基本要素

近年來由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)模擬現(xiàn)實(shí)完成飛行演練已經(jīng)成為可能。并且，隨著計(jì)算機(jī)、傳感器、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，這種仿真技術(shù)的應(yīng)用將更加廣泛，仿真的效果及逼真度也會(huì)越來越高，各國已研制了各種各樣的訓(xùn)練模擬器并成立了相應(yīng)的仿真中心。

現(xiàn)代飛機(jī)具有超常規(guī)的機(jī)動(dòng)性能、智能化的航空電子系統(tǒng)和電子對抗系統(tǒng)以及功能強(qiáng)大的火控系統(tǒng)。飛行員不但要有精湛的駕駛技術(shù)，還應(yīng)具備熟練使用其他系統(tǒng)的能力和應(yīng)付特殊情況的能力，這對飛行員提出了更高的要求，提高飛行員的訓(xùn)練水平已成為各國亟須解決的問題，因此，各種各樣的飛行仿真系統(tǒng)已經(jīng)成為訓(xùn)練飛行員的重要工具之一^[1]。圖1-1是一個(gè)典型的飛行仿真系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)圖^[2]。

圖1-1　飛行仿真系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖

飛行動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型是飛行仿真系統(tǒng)的核心，它直接決定著仿真飛機(jī)的控制性能及飛行仿真的逼真度。飛行動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型主要是指飛機(jī)的動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型^[3]，通過接收參數(shù)轉(zhuǎn)化成控制飛機(jī)飛行的各種動(dòng)作，比如飛機(jī)爬升、俯沖、轉(zhuǎn)彎等^[4]，通過數(shù)學(xué)模型中的數(shù)據(jù)展現(xiàn)不同型號的飛機(jī)在性能上的種種差異。

座艙系統(tǒng)除具有與真實(shí)飛機(jī)座艙一樣布局的模擬座艙外，還包括儀表顯示系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、飛控系統(tǒng)、火控系統(tǒng)、音響系統(tǒng)等。儀表顯示系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示飛機(jī)飛行中的各種參數(shù)和機(jī)載設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)；導(dǎo)航系統(tǒng)可以進(jìn)行飛機(jī)定位，引導(dǎo)飛機(jī)飛行，確定飛機(jī)飛行的正確路線；飛控系統(tǒng)控制飛機(jī)的飛行方向、速度和角度，并根據(jù)飛機(jī)性能的不同，控制飛機(jī)做出各種動(dòng)作；火控系統(tǒng)是飛行仿真空中對抗演練系統(tǒng)中不可缺少的一部分，它能在跟蹤的狀態(tài)下自動(dòng)完成對目標(biāo)參數(shù)（高度、距離、距離變化率）的測量，并在平顯上顯示出飛機(jī)與目標(biāo)的距離和導(dǎo)彈允許發(fā)射的最大距離等參數(shù)；音響系統(tǒng)能夠模擬飛機(jī)、導(dǎo)彈以及各種信號的聲音，給飛行員提供真實(shí)的音響效果。

視景系統(tǒng)飛行仿真訓(xùn)練系統(tǒng)軟件中的視景系統(tǒng)^[5]是飛機(jī)飛行訓(xùn)練系統(tǒng)的重要組成部分，為飛行仿真平臺提供逼真的飛行與作戰(zhàn)環(huán)境。主要是指飛行仿真時(shí)觀察到的景象，包括作戰(zhàn)飛機(jī)及機(jī)載武器、機(jī)場跑道、燈光、建筑物、樹木、地形地貌等。模擬外界條件模塊能模擬霧、云、雨等天氣條件，白天、夜晚等景象，自動(dòng)生成空中和地面的活動(dòng)目標(biāo)圖像，從而使飛行員有一種身臨其境的感覺。

操控系統(tǒng)相當(dāng)于操縱飛機(jī)飛行的控制器，具體的控制可以通過定義鍵盤功能鍵或者通過游戲操縱桿進(jìn)行操控，通過鍵盤可以快速簡便地完成飛機(jī)的飛行操控、信號燈指示、武器的發(fā)射及視景切換等功能。